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精准自瞄+稳健操作,南工大战队在这项大赛中“杀出”重围

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中国江苏网 2021-04-11 19:52

中国江苏网讯 全自动机器人3分钟实战对抗,每台机器人有2000滴血量,场地上设有加弹区,禁止移动区,禁止射击区……这不是一个游戏界面,而是RoboMaster2021机甲大师高校人工智能挑战赛(中国赛)现场。

4月1日,RoboMaster 2021机甲大师高校人工智能挑战赛·中国赛在西安落下帷幕。由南京工业大学电气工程与控制科学学院王莉、沈捷、孙振兴等老师指导并带领的BlueSpace战队首次参加智能挑战赛项目,经过小组淘汰赛、2/4等激烈角逐,奋勇争先、重重突围,以精准的自瞄和稳健的操作脱颖而出,挺进全国决赛,并最终获得全国第二,斩获一等奖。

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敢挑战,迈出第一步

2019年,为了参加2020年RoboMaster机甲大师赛,一支由9名成员组成的BlueSpace战队,经过10个月的准备,最终斩获单项赛全国一等奖。一年后,这支战队再出发,同样的斗志,不同的是,这支队伍已经由高年级学姐学长变成以大一、大二年级学生为主力的新兴战队。今年,来自电气工程与控制科学学院、计算机科学与技术学院、机械与动力工程学院等相关专业的10名队员,首次参加了该赛事中的人工智能挑战赛项目。

RoboMaster机甲大师高校人工智能挑战赛自 2017 年起已连续举办四届。在 2021 赛季中,比赛采用“全自动机器人射击对抗”的形式,红蓝双方每队可派出1-2台机器人进行对决,每台机器人都有2000滴血量,通过发射弹丸击打敌方机器人进行射击对抗,在赛场设有不同的buff区,机器人需在无任何外界控制的情况下攻击敌方机器人,最后计总输出伤害高者获胜。

这项挑战赛对综合技术能力要求极高,比赛需要参赛队综合运用机械、电控和算法等技术知识,自主研发全自动射击机器人参赛。“参赛队伍需掌握定位、运动规划、目标检测、自主决策和自动控制等算法知识,利用官方机器人平台,通过感知战场的环境信息,根据场上形势自主决策,进行运动规划与控制。”指导教师王莉老师深知此次参赛任务繁重、压力大,但当她跟队员们沟通后,年轻的队员们却表现出“不服输、不怕苦”的斗志,这让她倍感欣慰。

“算法这一块,一直是我们比较薄弱的地方,接到比赛任务后,我们就开始攻克自身最薄弱的环节。”面对艰巨的挑战,老成员肖智中的丰富经验和新成员高昂的斗志发生了良好的化学作用。

不慌乱,巧破新问题

检查、准备、调试,一切都按照预定步骤和目标进行着,万万没想到,第一场比赛前就出现了意外——2号机器人出现了问题。“我们在检测中发现,2号机器人一点反应都没有了,处于‘瘫痪’状态。”队长温颢玮如今回忆起来,仍感到一身虚汗。当时,大家的心倏忽提了起来,“第一场比赛还没有开始,怎么就出现这种情况了呢?”

受到惊吓后,队员们努力保持镇静,稳住节奏。仔细检查后,温颢玮发现机器人顶部的雷达没有转动,他及时断定供电出了问题,并预测最可能的原因是接口处的供电接口出现松动。于是,他尝试着用供电插头在充电口那反复插拔。几经尝试后,供电的问题终于解决了。

不料,另一个问题又出现——2号机器人的摄像头一直连接不上,电脑无法识别到摄像头。没有摄像头的机器人放在赛场上,就是一个瞎子只能挨打。此时距离比赛开始还有1分钟不到,情急之下,BlueSpace战队决定申请一次技术暂停。“一支队伍从第一场比赛到最后一场,只有2次技术暂停,而我们还没开始就使用了一次。”肖智中介绍道,技术暂停的3分钟内,队员们竭尽全力调试摄像头,但还是没有在有限的时间内调试出来。综合分析后,BlueSpace战队决定只用1号机器人完成第一场比赛。

“东北大学这次虽然只用1个机器人参赛,但他们的实力很强,他们是2017年的冠军。”肖智中说道。按照之前编程好的策略,2号机器人在启动区做火力掩护,一旦1号机器人阵亡,2号就会出动。“当时心理还是比较悬的,全程都是紧张的状态。”温颢玮说。幸运地是,1号机器人全程活力充沛,带着极强的战斗力高效完成了比赛。

“赛场上不确定情况很多,每次遇到问题时,我们都会冷静分析,寻找最优方案,这也正是我们这支年轻队伍的灵魂所在。”成员靳修说道。

一路披荆斩棘,BlueSpace战队连续击败东北大学、西安电子科技大学、同济大学、中科院自动化所,与此次东道主西安交通大学并肩走向了总决赛。

钻细节,走向新高度

“把基础的东西做到极致是我们备赛的核心。”肖智中说道。在备战期间,团队很重视细节,即使是别人眼中微不足道的一件小事也会让他们钻破牛角尖。

如何更精准地捕捉目标并射击?这就离不开摄像头的精准识别。“我们和别的高校都使用了深度摄像头,但是他们却识别不到那么远。”温颢玮充满信心地说道。

为了更加清楚地了解相关配件的细节,每位队员都将几百多页的相关英文说明一字不落地研究完,然后从中提取出关键信息。他们惊诧地发现,摄像头实际参数有一部分跟说明上的标定有出入。“由于在运输过程中零件会有碰撞和颠簸,大多情况下摄像头参数不会跟出厂时一模一样。”温颢玮说,于是他们重新校正了摄像头的参数。

在比赛之前的测试过程中,队员们发现在子弹射出之前会有一声轻微的碰撞声。原来,枪轨连接处不是特别的平整紧密,子弹在枪轨中易发生碰撞,缩短射程。发现问题后,团队立即向组委会申请并小心翼翼地调整了枪轨。

“失之毫厘,差之千里。”正是对细节的敏锐发现和精准处理,BlueSpace战队才有了一支视野广和射程远的机器人,才有了取得优异战绩的坚实基础。

“当‘南京工业大学’的名字响彻全场的那一刻,我们觉得之前做的一切都值了!”靳修说道。胜利的喜悦过后,BlueSpace战队又信心满满地投入到备战6月份的国际赛中。

通讯员 朱琳 程思涵 杨紫檀

记者 谢诗涵

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